A Planck ' konstans használatakor honnan tudhatom, hogy mikor kell elektronvoltokat vagy joule-kat használni?

Kérdése elsősorban nem Planck állandójával kapcsolatos, hanem az egységek jelentésével és használatával a fizikában. Itt kell összpontosítania szellemi energiáját a kérdés megoldása érdekében. Gondolhatja, hogy ismeri az egységeket, de úgy gondolom, hogy a kérdése azt sugallja, hogy próbálja meg még ismertebbé tenni.

Azt javaslom, hogy először térjen vissza az egységek nagyon egyszerű példáihoz, majd fokozatosan általánosítson addig, amíg valóban “meg nem értette”, ahol azt értem, hogy teljesen megértettem, addig a pontig, ahol az intuíciója és az ösztöne egybeesik érvelő karoddal.

Tehát egy egyszerű példa a banánvásárlás. Tegyük fel, hogy érvelésképpen, hogy a szupermarket banánt ad el 5 fős csoportokban. Megállapítás szerint minden csomó banánnak 5 banánja van. Ezután megmérhetjük a gyümölcsök darabszámát banánban vagy fürtökben.

1 banán = 0,2 csomó
12 banán = 2,4 csomó
2 csomó = 10 banán
stb.

A Planck konstansával kapcsolatos kérdése olyan, mintha valaki adna egy doboz gyümölcsöt, és számításokat kérne a doboz tartalmával, és Ön azt kérdezi, hogy „használjak-e banánt vagy fürtöt számítások és jelentések készítésekor? eredmények? “A válasz az, hogy azt használja, amelyik kényelmesebb.

De mivel az energia kevésbé ismert, mint a gyümölcs, ezért” írok még egy kicsit, hogy az elektronok példáján dolgozzak. volt.

Megyünk más ismert példák mellett, például a méterben, mérföldben, hüvelykben, milliméterben stb. mérhető távolság, valamint a másodpercekben, órákban, nanoszekundumokban stb. mérhető távolság. I biztos, hogy mindez ésszerűen ismerős. Ezekből össze lehet állítani sebességegységeket – nemcsak az ismerős méter másodpercenként és mérföld per óra, hanem az összes többi kombináció, például az hüvelyk évente és ehhez hasonló dolgok. A lényeg az, hogy bár a konverziós tényezők gyakran valós számok, nem pedig az egész számok egyszerű arányai, mindez alapvetően ugyanazt az elképzelést foglalja magában, mint az eredeti példa a banánról és a fürtökről.

Most elértük az elektronvoltokat. Az első dolog az, hogy tisztázzuk, hogy az elektron-volt energiaegység. Ez nem töltés, feszültség, idő vagy banán, hanem energia. Ezután a definíció (az alábbi első sor) használatával elkezdhet dolgozni vele:

$$ \ begin {array} {rcl} 1 \ mbox { elektron-volt} & = & 1.60218-szor 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ 12 \ mbox {elektron -volt} & = & 12-szer 1,60218-szor 10 ^ {- 19} \ mbox {joules} \\ & = & 1.92261 \ szor 10 ^ {- 18} \ mbox {joules} \\ 1 \ mbox {joule} & = & 6.24151 \ alkalommal 10 ^ {18} \ mbox {electron-volts} \\ stb. \ end {tömb} $$

Végül adok néhány tanácsot a hibák elkövetésének esélyének minimalizálása érdekében.

1. Mivel az SI-egységek ismerősek, gyakran hasznos csak az, ha mindent egy SI-egységbe teszünk egy számítás során, majd a végén tetszőleges más egységekké alakítjuk át.
2. Ez azonban nem mindig a legjobb politika. Azt hiszem, sok példát kiszámítva mindannyian felfedezzük, amikor más egységek használata kényelmesebbé válik.
3. Amikor egy tényezőcsoport az egyenletben dimenzió nélküli átfogó eredményt ad, akkor kiszámíthatja az a csoport önmagában, bármilyen tetszés szerinti egységgel.

Ha kétségei vannak, mindig használja a SI egységek (vagy SI származtatott egységek ). Ezután be lehet kapcsolni az értékeket a képletbe, és megkapjuk a helyes eredményt SI egységekben (vagy a fizikai mennyiségnek megfelelő SI származtatott egységben).

A Planck-konstans SI-egységei J-ek.

A másik forma (eV-kkel) a kényelem kedvéért van, és akkor használható, ha valaki követi az egységeket. Például. az energia frekvencia reláció

$ E = h \ nu $

ekkor $ E $ a $ eV $ egységekben a $ J $ helyett ( SI egység).Az eV egység azért létezik, mert amikor optikai fotonokkal dolgozik, az eV-ben lévő fotonenergia számértékei $ 1 $ sorrendben vannak, amivel kényelmesebb dolgozni.